尼龙滤膜(聚偏氟乙烯膜)

海藻是一种生长在海洋中的植物，依靠光合作用所需的能量来合成有机物。我们通常指海藻，即褐藻、红藻和绿藻。

褐藻包括大型褐藻、马尾藻和角毛藻。在太平洋和南极，有巨型海藻和马尾藻。太平洋沿岸和英伦三岛盛产海带，墨西哥湾流和马尾藻海常见马尾藻，英伦三岛潮间带广泛分布角毛藻。在中国，褐藻门在所有沿海地区都有分布，但属的分布从北到南逐渐减少。

红藻包括红球藻、紫菜、石花菜和角叉菜胶。红藻主要分布在北大西洋两岸，卡拉胶主要分布在大西洋的岩石海岸，紫菜主要分布在英伦三岛、日本、韩国和中国沿海。石花菜是一种世界性红藻，分布广泛。在中国，红藻门的数量分布在所有沿海地区。

绿藻主要分布在淡水中，也分布在海水潮湿的地方，仅占10%。海水中的绿藻种类主要有石莼、丝状菌、管藻、枝孢藻等。海洋中的绿藻主要分布在海洋沿岸，附着在浅摊的岩石上。海水的温度决定了海洋中绿藻的分布。淡水中的绿藻分布很广，不论水温，世界各地都有分布。在中国，叶绿素属的分布从北到南逐渐增加。

随着人们对海藻需求的增加，自然界生产的海藻已经不能满足工业生产的需求。现在在中国和东南亚，工业的需求主要靠人工养殖来满足。中国沿海有大量的海藻养殖基地。海藻酸钠的提取主要以褐藻为原料。

二。海藻酸钠简介

海藻酸钠是从海带、巨藻等褐藻中提取、分离、精制而成的多糖生物聚合物。它是白色或淡黄色粉末。海藻酸钠是一种良好的食品添加剂。在美国，它被誉为“绝妙的食品添加剂”；在日本被称为“长寿食品”。

第三，物理和化学性质

1.作文

海藻酸钠(C6H7O6Na)n主要由海藻酸钠盐组成，是β-D-甘露糖醛酸(M单元)和α-L-古洛糖醛酸(G单元)通过β-1，4-糖苷键连接的共聚物，由不同比例的GM、MM和GG链段组成。2、

2.分子量

商用海藻酸钠的分子量通常像多糖一样分散。因此，海藻酸钠的分子量通常代表该组中所有分子的平均值。最常用的表示分子量的方法是数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。

在多分散分子基团中，MW通常> Mn。Mw/Mn系数为分散指数，商用海藻酸钠的分散指数的经典范围为1.5 ~ 2.5。最常用的测定分子量的方法是基于特性粘度和光散射。

3.分子式

分子式为(C6H7NaO6)x，分子结构如下:

4.ph值

海藻酸钠微溶于水，但不溶于大多数有机溶剂。它溶于碱性溶液，使溶液变粘。海藻酸钠粉末遇水变湿，颗粒的水合作用使其表面发粘。然后颗粒迅速粘结在一起形成团块，团块缓慢而完全地水合溶解。如果水中含有其他与海藻酸盐竞争水合作用的化合物，海藻酸钠就更难溶于水。水中的糖、淀粉或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率，因此需要延长搅拌时间。单价阳离子盐(如NaCl)在浓度高于0.5%时也有类似效果。海藻酸钠在1%蒸馏水溶液中的pH值约为7.2。

5.稳定性

海藻酸钠具有吸湿性，平衡状态下的含水量取决于相对湿度。干燥的海藻酸钠在密封良好的容器中于25℃及以下储存时相当稳定。海藻酸钠溶液在pH 5 ~ 9时稳定。聚合度(DP)和分子量与海藻酸钠溶液的粘度直接相关，贮存过程中粘度的降低可以用来估计海藻酸钠的解聚程度。高聚合度的海藻酸钠不如低聚合度的海藻酸钠稳定。据报道，海藻酸钠可以被质子催化水解，这取决于时间、pH和温度。藻酸丙二醇酯溶液在室温和pH 3 ~ 4时稳定；当pH值小于2或大于6时，即使在室温下，粘度也会迅速降低。

三。主要特征

(一)海藻酸钠的特性

海藻酸钠是从褐藻的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇后的副产品。其分子由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古洛糖醛酸(G)通过(1→4)键连接而成。海藻酸钠水溶液具有高粘度，已被用作食品的增稠剂、稳定剂和乳化剂。海藻酸钠是一种无毒食品，早在1938年就被列入美国药典。海藻酸钠中含有大量的-—首席运营官，在水溶液中能表现出聚阴离子行为，具有一定的粘附性，因此可作为治疗粘膜组织的药物载体。在酸性条件下，—首席运营官—变成—COOH，电离度降低，海藻酸钠的亲水性降低，分子链收缩，pH值升高。当COOH基团不断解离时，海藻酸钠的亲水性增强，分子链伸长。因此，海藻酸钠具有明显的pH敏感性。海藻酸钠在极其温和的条件下能迅速形成凝胶。当Ca2+、Sr2+等阳离子存在时，G单元上的Na+与二价阳离子反应，G单元堆积形成交联网络结构，从而形成水凝胶。海藻酸钠成胶条件温和，可避免敏感药物、蛋白质、细胞和酶的失活。由于这些优异的特性，海藻酸钠已被广泛应用于食品工业和医药领域。

(二)海藻酸钠的优势

海藻酸钠作为饮料和乳制品的增稠剂，在增稠方面具有独特的优势:海藻酸钠良好的流动性使添加的饮料口感顺滑；并能防止产品消毒过程中的粘度下降现象。用海藻酸钠作增稠剂时，应尽量使用分子量较高的产品，并加入适量的Ca。可以大大提高海藻酸钠的粘度。

海藻酸钠是冰淇淋等冷饮的高级稳定剂，能使冰淇淋等冷饮产生滑爽的外观和爽滑的口感。由于海藻酸钙能形成稳定的热不可逆凝胶，在运输和储存过程中不会变得粗糙(冰晶生长)，雪糕也不会因温度波动而变形。同时，这种冰淇淋食用时无异味，不仅提高了膨胀率，还提高了熔点，使产品质量和效益显著提高。该产品口感柔滑细腻，口感好。添加量较低，一般为1-3%，国外为5-10%。

海藻酸钠被用作乳制品和饮料的稳定剂。稳定的冻奶口感好，搅拌时无粘性和劲度、粘性和滞后性。

四。海藻酸钠的来源

海藻酸钠主要来自海藻门，如海带、大型海藻、马尾藻等。，主要存在于海藻细胞的细胞基质和细胞壁中[8]，并赋予细胞一定的力学性质。Myklestad的研究发现，细胞中的褐藻酸是主要的

如果以海藻酸钙的形式存在，部分以海藻酸镁、海藻酸钾、海藻酸钠的形式存在。发现在不同类型的海藻中，海藻

海藻酸的分子量和含量不同，海藻细胞中海藻酸的含量也不同。

约占干重的20%，含量随季节变化。

四。海藻酸钠的提取

(一)提取原则

19世纪后期，英国化学家研究了褐藻的提取物，发现提取物具有浓缩溶液、形成凝胶和形成薄膜的能力。海藻酸(Alg)提取的目的是将不溶性钙和镁盐转化为可溶性海藻酸钠(NaAlg)。如果用碳酸钠消化原料，海藻酸钙通过离子交换转化为海藻酸钠。反应式为:

Ca( Alg) 2 + 2Na + →2NaAlg + Ca2 +

如果原料用酸预处理，然后用碳酸钠消化，反应式为:

Ca( Alg) 2 + 2H + →2HAlg + Ca2 +，HAlg + Na + →NaAlg +H +

在我国，提取海藻酸钠的主要原料是海带。

(2)提取方法

自从海藻酸盐商品化以来，许多人研究了它的提取工艺。

技术方法有很多，但大部分都差不多。流程如图1所示，主要包括预处理、消化和净化三个步骤。海藻酸钠提取技术的研究主要集中在如何在预处理、消化和纯化步骤中提高海藻酸钠的得率，减少其降解，改善其外观。

原材料的预处理

预处理在产品的后期提取中起着重要的作用。在早期的研究中，大多数学者认为用稀酸对海藻酸钠进行预处理有助于提高提取率。在早期的海藻酸钠工业生产专利中，也描述了酸预处理是海藻酸钠碱提取的必要步骤。但一般预处理需要浸泡很长时间。如果用酸处理，会加速褐藻酸分子链的断裂，影响粘度。同时在后续的碱提过程中颜色会变暗，影响产品质量。Gloahec和Herter提出了增加脱色的必要性。他们用凝胶状氢氧化铝处理澄清的海藻酸钠提取物。酸处理后，将其浸泡在福尔马林溶液中。发现叶绿素等有色物质被固定在海藻的表皮细胞中，在碱提取过程中，颜色加深现象明显减少。同时，甲醛对植物细胞壁纤维组织有破坏作用，有利于海藻酸盐在后续消化过程中的置换和溶解。Haug A认为颜色变暗可能是由酚类化合物引起的。如果用次氯酸钠脱色，会对产品的粘度有很大影响。长时间的漂白脱色会使褐藻酸的分子链降解，导致产品的粘度下降。此后，研究人员一般用盐酸加福尔马林溶液进行预处理。Gustavo等人对盐酸预处理进行了详细的研究。他们的预处理方法是:将原料用一定浓度的福尔马林溶液浸泡过夜，再用一定浓度的盐酸浸泡过夜，最后用碳酸钠消化提取。

结果表明，海藻酸钠的产率随着酸浓度的增加而增加，而粘度随着酸浓度的增加而降低。此后，类似的方法被广泛应用于预处理研究中。何、何等人认为福尔马林可能残留在海藻酸钠的提取过程中，是一种致癌物。但戊二醛是医院里替代福尔马林消毒的消毒剂。同时戊二醛可能会破坏海带的细胞壁，促进海藻酸盐的溶解，达到固定色素的目的。因此，他们尝试用1%的戊二醛代替甲醛对海带进行预处理。结果表明，相同条件下戊二醛的收率高于甲醛，但产品粘度较低。青岛大学的夏等人用酸和三偏磷酸钠进行预处理，发明了一种制备低粘度海藻酸钠的方法。宋芳芳等人的预处理方法是将原料用水浸泡至充分溶胀，然后粉碎，再用苹果酸、乙醇、盐搅拌冷冻，再进行后续的消化提取。

Rostami等人在研究海藻酸钠的分子量与生物学特性的关系时，为了获得不同分子量的海藻酸钠，他们用蒸馏水、盐酸、蛋白水解酶和纤维素酶四种不同的预处理方法对原料进行处理。结果表明，水处理和蛋白酶处理的产量最低，盐酸处理的产量显著高于水处理和蛋白酶处理，纤维素酶处理的产量最高。现在更多的研究者使用酶对原料进行预处理[27-28]。优点是

藻酸的降解可以通过减少酸的使用来避免。同时，酶具有特异性，可以破坏细胞壁，使海藻酸盐更多的被溶解和取代。但由于酶预处理不能固定色素，需要增加脱色环，这会促进海藻酸盐的降解。除了上述预处理方法，更多的人在实验室使用乙醇。

还有浸泡。上述方法可以通过在实验室提取海藻酸钠并对其进行预处理来获得。

效果不错，但是在海藻酸钠的实际工业生产中，考虑到成本，酸和甲醛是比较常用的。

原料的消化

原料预处理后，要从海藻的细胞壁中提取海藻酸，即把海藻酸转化为可溶性的海藻酸钠，从而除去海藻中的海藻酸。这个过程就是消化。消化是影响提取率的主要因素，常用的方法是碱提取。早期有人用氢氧化钠消化。因为氢氧化钠污染环境，所以腐蚀性很强。后来用碳酸钠溶液消化。影响消解的主要因素是碳酸钠浓度、消解温度、消解时间和消解pH值。

Zvered等人在27℃用1% ~ 2%的碳酸钠溶液消化

1 ~ 2小时.Secconi提出pH值应该在5到7之间。5，并应将氨、钾盐和钠盐混合消化5至24小时。Arzu-Higuera等人[31]通过研究

发现pH值大于10时消化效果较好。何、何等人采用1%碳酸钠溶液，加入少量氢氧化钠，研究pH值对消化反应的影响。结果表明，随着pH值的增加，海藻酸钠的产率从33.91%增加到93.87%。他们认为，控制消化反应中的高pH值对产品的提取率有积极的影响。潘东等详细研究了从海南马尾藻中提取海藻酸钠的工艺，并对影响提取率的消化条件进行了单因素分析。结果表明，碳酸钠浓度为2%时提取率最高，为36.8%。当消解温度为50℃时，提取率为40.7%，当消解时间为3h左右时，提取率为35.1%。海藻酸钠的粘度为185 MPa·s，田芸[20]通过单因素和正交试验详细分析了超声波-微波协同消化对产率的影响。优化工艺条件后，海藻酸钠的黏度达到3670 MPa·s，提取率为88.6%。宋延贤等利用纤维素酶辅助碳酸钠溶液提取海藻酸钠，通过正交试验得出最佳提取率为49.8%。Youssouf等人使用超声波来处理原料的消化。方法是将干燥的原料用80%的乙醇室温浸泡过夜，然后用孔径为10μm的微孔尼龙膜过滤，用蒸馏水洗涤，加入2%的氢氧化钠溶液，然后用功率为150W、频率为25kHz的超声波处理。最终提取率达到55%，提取时间可以缩短。消化是海藻酸盐提取的重要环节，消化效果对得率有很大影响。考虑到绿色制剂，不仅要从海藻细胞壁中有效提取褐藻酸，还要在消化过程中减少分子链的降解，环境友好的提取方法是消化过程中最关心的问题。

海藻酸盐溶液的纯化

原料消化后，得到不纯的海藻酸钠溶液混合物，需要进行提纯。纯化的一般步骤是:消化海藻酸钠溶液→过滤→盐酸固化(酸固化)或氯化钙固化(钙固化)→抽滤→盐酸溶液脱钙或氯化钠溶液离子交换→碳酸钠溶解→过滤→乙醇沉淀→干燥→成品。前期一般用酸凝结，因成本低而应用，但耗时长，提取过程中褐藻酸分子链易降解，导致产品粘度低。为了提高海藻酸的提取效率和产品质量，逐渐采用钙凝法，因为它可以减少生产时间，一方面减少海藻酸分子链的降解时间，另一方面减少酸对分子链的影响，从而增加产品的粘度，应用广泛。但是氯化钙的成本比盐酸高。王小华等人比较了酸凝结和钙凝结的净化过程。结果表明，酸凝的沉降速度较慢，所得沉淀物粒径较小，影响后续过滤，产品提取率也较低。氯化钙固化的沉降速度更快，得到的沉淀粒径更大，有利于后续过滤。通过离子交换置换去除钙离子，收率较高。通过对钙凝聚-离子交换法的系统研究，得出最佳工艺条件，大大缩短了纯化时间，产品粘度可达2840 MPa·s，Leinfelder等[34]的纯化方法是用37。5%乙醇，在空气体搅拌下，用0.5 mol/L氯化钾溶液溶解沉淀，反复沉淀再溶解，用透析袋透析溶解液，再第三次沉淀，最后干燥，得到高纯度海藻酸盐产品。他们的目标是在分子水平上制备与精细细胞相容的藻酸盐。这种方法成本高，适合实验室制备。

Gomez等人研究了三种不同的纯化方法对产品产量和流变性质的影响。第一种方法是:乙醇沉淀消化液→乙醇索氏提取→得到海藻酸钠产品；第二种方法是:盐酸沉淀去污溶液→碳酸钠溶液溶解沉淀物→乙醇沉淀溶液→乙醇索氏提取→得到海藻酸钠产品；第三种方法是:将消化液用氯化钙螯合→水提取→用盐酸沉淀螯合物→沉淀。

用碳酸钠溶液溶解→乙醇沉淀→乙醇索氏提取→得到海藻酸钠产品。通过比较三种纯化方法，发现当钙离子沉积时

海藻酸钠的分子量最低，机械性能较差。第一种方法直接使用乙醇进行沉淀，具有很少的纯化步骤，并且不经酸处理获得的产物显示出最佳的产率和流变性质。在实验室中，为了简化纯化步骤，可以用乙醇直接从消化后的海藻酸盐溶液中沉淀出海藻酸盐，反复沉淀后干燥。

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